تنفس ریشه گیاه
اهمیت هوادهی در ریشه‌ها و محلول غذایی
بیشتر مردم اکسیژن را چیزی‌نمی‌دانند که گیاهان به‌آن نیازدارند، بلکه چیزی‌می‌دانند که بوسیله‌گیاهان تولید‌می‌شود. در واقع آنها تنفس ریشه گیاه را فراموش‌میکنند. اگرچه این‌موضوع درست است که اکسیژن به‌عنوان محصول‌فرعی در فرآیند فتوسنتز تولید‌می‌شود. اما ممکن‌است حیرت‌آور باشد‌که گیاهان به‌ویژه سلول‌های‌زنده گیاهی، برای تبدیل قندها به انرژی، نیازمند اکسیژن‌هستند.
به‌طورطبیعی گیاهان در فرآیند‌فتوسنتز اکسیژن تولید‌می‌کنند. این‌یعنی همه بخش‌های سبز گیاه (برگها و ساقه‌ها) به میزان‌کافی به اکسیژن دسترسی‌دارند. با این‌وجود، اکسیژن برای‌همه سلول‌های گیاهی از جمله سلول‌هایی که در زیر زمین وجود دارند نیز ضروری‌است.
نتیجه
سلول‌هایی که در ریشه‌های‌گیاهان وجود دارند نمی‌توانند اکسیژن موردنیازشان را از طریق فتوسنتز جذب‌کنند. بنابراین برای‌زنده‌ماندن، به جذب‌اکسیژن از محیط اطرافشان وابسته‌هستند. ریشه‌هایی که در زیرخاک قرار‌دارند از طریق فضاهای‌کوچک هوای موجود درخاک اکسیژن موردنیاز خودرا جذب می‌کنند. ممکن‌است اصطلاح «غرقاب شدن» گیاه را شنیده‌باشید.
این اصطلاح به‌این معنی است‌که گیاه بیش‌از حد آبیاری‌شده و ریشه‌هایش نمی‌توانند اکسیژن مورد نیازشان را دریافت‌کنند. وقتی سلول‌های‌ریشه به اکسیژن‌کافی دسترسی نداشته‌باشند می‌میرند و این امر به مرگ کل گیاه نیز منجر میشود. لذا، اطمینان از هوادهی‌درست خاک و یا محلول‌غذایی بسیارمهماست تا اکسیژن‌کافی در دسترس سلول‌های ریشه قرار بگیرد.
تاثیر اکسیژن و میکروارگانیسم‌ها در تنفس ریشه گیاه
علت‌دیگر اهمیت اکسیژن در اطراف‌ریشه این‌است که میکروارگانیسم‌های مفید برای‌زندگی و تولیدمثل به محیط‌های غنی از اکسیژن وابسته‌هستند. ازطرفی، ارگانیسم‌های بیماری‌زا در محیط‌های غنی از اکسیژن رشد خوبی‌ندارند. درحقیقت، بیشتر میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا در محیط‌های فاقد اکسیژن رشد‌می‌کنند. به‌همین‌علت آنها را بی‌هوازی می‌نامند. اکسیژن اطراف ریشه‌گیاه بر جمعیت میکروارگانیسم‌های مفید تاثیر مستقیم‌می‌گذارد. و این به نوبه خود مزایای متعددی برای گیاه دارد. که از جمله آن می‌توان به افزایش جذب‌مواد‌غذایی و محافظت در برابر عوامل‌بیماری‌زا اشاره کرد.
تاثیر هوادهی خاک در تنفس ریشه گیاه
خاکی که به خوبی هوادهی شده باشد دو کار را انجام می‌دهد که عبارتند از:
1- سطح بالایی از اکسیژن را در اطراف توده ریشه حفظ می‌کند.
2- زهکشی مناسبی ایجاد می‌کند تا خاک مرطوب باشد اما بیش از حد اشباع نشود.
بسیاری از خاک‌های‌گلدانی که‌قبلا بسته‌بندی شدند حاوی موادی‌هستند که برای کمک به هوادهی‌خاک طراحی شدند. با این وجود، بسیاری از باغبانان خانگی این خاک‌ها را با مواد هوادهی‌کننده دیگری اصلاح می‌کنند. برای پرورش‌دهندگانی که از ابتدا ترکیب‌خاک را ایجاد می‌کنند افزودن مواد هوادهی کننده برای‌حفظ مقدار‌کافی اکسیژن خاک، در طول‌رشد بسیار مهم‌است. مواد‌متنوعی وجود دارند که می‌توان ازآنها برای هوادهی‌بیشتر خاک استفاده کرد. هر یک از این مواد مزایا و معایب خود را دارند. اینکه کدام‌ماده یا مواد هوادهی استفاده‌شود باتوجه به ترجیحات، بودجه و دسترسی پرورش‌دهنده به مواد تعیین‌می‌شود.
در ادامه به برخی از مواد معمول هوادهی اشاره میشود:
پرلیت و تنفس ریشه گیاه
پرلیت از شیشه آتشفشانی منبسط‌شده ساخته‌می‌شود و محبوب‌ترین ماده‌افزودنی برای هوادهی‌خاک است. پرلیت بسیار‌سبک است که‌این امر موجب سهولت‌در حمل‌و‌نقل و اختلاطش میشود. پرلیت ازنظر فیزیکی بسیار متخلخل بوده و درحالی که اکسیژن‌را درخود نگه‌می‌دارد، آب را دفع‌می‌کند.
بسیاری از باغبانان حرفه‌ای مخلوطی را ایجاد‌می‌کنند که از 75% خاک گلدان و 25% پرلیت تشکیل شده‌است. این مخلوط برای همه باغبانی‌که خاکی با زهکشی‌سریع می‌خواهند عالی است. و موجب تنفس ریشه گیاه خواهدشد.
بنابراین:
خاکی‌که زهکشی سریع‌دارد برای باغبانانی مفید‌است که چندین‌بار درهفته گیاهنشان را تغذیه‌می‌کنند. بزرگ‌ترین عیب پرلیت گردوغباری است‌که درهنگام مخلوط‌کردن ایجاد‌می‌شود. (هنگام مخلوط‌کردن پرلیت، همیشه‌باید از ماسک گردوغبار یا ماسک‌تنفسی استفاده‌کرد).
مرطوب‌کردن پرلیت قبل‌از مخلوط‌کردن نیز به مهار این‌مشکل کمک‌می‌کند. یکی‌دیگراز معایب و محدودیت‌های پرلیت درفضای باز این‌است‌که بعداز آبیاری‌های زیاد در سطح‌خاک شناور میشود. و دیگراینکه آنقدر سبک‌است که‌بوسیله بادشدید پراکنده‌می‌شود.
پوکه معدنی
پوکه، سنگی‌آتشفشانی با تخلخل بسیار‌است. پوکه بسیار سنگین‌تر از پرلیت است. به‌همین علت به‌ندرت در مخلوط‌های‌خاکی که از قبل بسته‌بندی شدند استفاده‌می‌شود. باوجوداینکه کارکردن با پوکه کمی سخت‌تراست امامن آن‌را به پرلیت ترجیح‌می‌دهم. پوکه برخلاف پرلیت مقدارکمی مواد‌مغذی برای گیاهان فراهم‌می‌کند. بعلاوه پوکه شناور نمی‌شود یعنی‌حتی بعداز آبیاری‌های زیادهم درخاک مدفون‌می‌ماند. تنفس ریشه گیاه به چنین‌مواردی وابسته است.
ورمیکولیت
ورمیکولیت ماده‌معدنی طبیعی‌است که‌از قبل به‌منظور اهداف باغبانی براثر حرارت منبسط‌می‌شود. با افزایش ورمیکولیت به مخلوط‌خاک، هوادهی بهبودیافته و همچنین به حفظ‌آب نیز کمک‌می‌کند. ورمیکولیت محبوب‌ترین ماده در محیط‌های بدون‌خاک خانگی و کلونینگ‌است. درهنگام مخلوط‌کردن ورمیکولیت نیز مانند پرلیت استفاده از ماسک گردوغبار یا ماسک‌تنفسی بسیارمهماست. ذرات‌کوچک در ریه پرورش‌دهنده مشکلات‌جدی ایجادمی‌کند.
کوکو-کویر
در حقیقت، کوکو-کویر همان دانه‌های درشت‌تر کوکوپیت می‌باشد. از پوسته‌خارجی نارگیل تهیه‌می‌شود و محصول‌فرعی در صنعت‌نارگیل است. کوکو-کویر مانند پیت ماس تاثیربسزایی درحفظ رطوبت‌خاک دارد و درعین‌حال اکسیژن زیادی‌را نیز درخود نگه‌می‌دارد. کوکو-کویر در مخلوط‌خاک به گزینه‌محبوبی برای‌هوادهی تبدیل شده‌است. خاکی که با کوکو-کویر اصلاح‌شده باشد اسفنجی و سست خواهدشد که‌برای رشدریشه شرایط‌عالی است.
کنترل‌کیفیت عیب اصلی کوکو-کویر است. همه منابع کوکوکویر یکسان نیستند. برخی از آنها برای‌حذف نمک‌های‌اضافه به شستشوی سنگین نیازدارند درحالیکه برخی‌دیگر بعد از خرید آماده مصرف‌هستند. به‌طورکلی شما در ازای چیزی‌که پرداخت‌می‌کنید کوکو-کویر دریافت‌می‌کنید. یعنی کوکو-کویر ارزا‌ن‌تر نمک بیشتری‌دارد و قبل‌از استفاده برای گیاهان باید شسته‌شود.
مساله
هریک از این اصلاحات به باغبان کمک‌می‌کند تا خاکی‌را ایجادکند که به‌خوبی هوادهی شده‌است. اما اگر گیاه درخاک کاشته‌نشود چطور؟ ریشه‌های گیاه چگونه می‌توانند در شرایطی اکسیژن‌را دریافت‌کنند که خاک وجود ندارد؟ بخشی‌از اکسیژن موردنیاز ریشه در بسیاری از سیستم‌های هیدروپونیک ازهوا جذب‌می‌شود.
برای‌مثال در سیستم هیدروپونیک زهکشی و غرقاب همان‌طورکه آب از سینی تخلیه‌می‌شود به‌طور خودکار مقداری هوا را به‌داخل توده‌ریشه می‌کشد. با این‌وجود، مقداری‌از اکسیژن موردنیاز ریشه نیز از طریق اکسیژن‌محلولی تامین‌می‌شود که‌در محلول‌غذایی وجود‌دارد.
اکسیژن محلول در محلول غذایی
اکسیژن محلول در مایع به اکسیژن مولکولی گفته‌می‌شود که بین مولکول‌های آب قرار‌دارد. به عبارت‌دیگر، منظور از اکسیژن‌محلول اکسیژنی نیست که بخشی از مولکول آب (H2O) را تشکیل می‌دهد. بلکه اکسیژن آزادی است که‌بوسیله ریشه گیاه جذب میشود. در سیستم هیدروپونیک، ایجاد اکسیژن حل شده کافی در محلول غذایی برای حفظ سلامت گیاه بسیار مهم است. دو عامل مهم وجود دارند که مقدار اکسیژن حل شده در محلول را تحت تاثیر قرار می دهند:
1- شوری
2- دما
شوری و دما بر میزان اکسیژن محلول موثر هستند. شوری برای اهداف هیدروپونیک عامل کاهنده اکسیژن محسوب نمی‌شود. زیرا مدتها قبل از اینکه کاهش اکسیژن بر اثر شوری بر روی گیاه تاثیر بگذارد گیاه بخاطر شوری مسموم شده است. به عبارت دیگر، گیاهان تحت شوری مدتها قبل از اینکه محتوای اکسیژن محلول موجود در مایع مغذی گیاهان تحت تاثیر قرار گیرد علائمی از بلوکه شدن مواد مغذی یا شوک سمی را نشان می‌دهند. از طرف دیگر، دما تاثیر بسزایی در انحلال اکسیژن در آب هیدروپونیک دارد. با افزایش دمای مایع توانایی آن در نگهداری اکسیژن محلول کاهش می‌یابد و تنفس ریشه گیاه بوسیله آب سخت میشود. به عبارت دیگر، دمای محلول غذایی به‌طور مستقیم بر نحوه نگهداری اکسیژن محلول در محلول غذایی اثر دارد.
دمای محلول غذایی
محدوده دمایی مطلوب‌و‌بهینه برای محلول‌غذایی در بیشتر سیستم‌های هیدروپونیک بین 18 تا 22 درجه‌سانتیگراد است. دمای پایین‌تر از این محدوده سرعت‌رشد را کاهش می‌دهد. همچنین دمای بالاتر از این محدوده موجب‌می‌شود محلول‌غذایی قادر به نگهداری اکسیژن محلول کافی برای حفظ رشد‌مناسب گیاه نباشد. باغبان با چند روش مختلف می‌تواند دما را در محدوده مناسب نگهدارد. بیشتر باغبانان دمای خیلی بالا را برای مواد غذایی محلول تجربه آزمایش می‌کنند.
حذف مخزن مواد غذایی از فضای باغ به حفظ دمای پایدارتر و پایین‌تر کمک می‌کند. چیلرهای آبی (درست مانند هواساز مربوط به آب) دستگاه‌هایی هستند که بوسیله باغبانان گلخانه ای برای حفظ دمای خنک‌تر در مخزن مواد غذایی استفاده می‌شوند. در موارد نادری که دمای محلول غذایی خیلی سرد باشد پرورش‌دهنده از المنت مخصوص آب استفاده می‌کند. المنت بسیار شبیه به آنهایی است که در آکواریوم‌ها استفاده می‌شوند. باغبان قبل از احداث سیستم هیدروپونیک باید به نحوه کنترل و حفظ دمای مخزن مواد غذایی توجه کند.
هوادهی مواد غذایی
دمای موادغذایی محلول، تعیین‌کننده میزان اکسیژن محلول‌است. بااین‌وجود هرچند باید هوای‌موردنیاز برای‌مصرف ریشه‌گیاه را درمحلول وارد نمود .هنگامیکه اکسیژن‌محلول بوسیله ریشه مصرف‌شود باید جایگزین‌شود.
استفاده از پمپ‌هوا و نازل هوا درکف‌مخزن محلول، رایج‌ترین راه برای‌رسیدن به‌این هدف است که هوا را به‌طورمستقیم به محلول‌غذایی پمپاژ می‌کند. کشش سطحی مایع بوسیله این ابزارها شکسته‌شده و هوا به محلول‌غذایی تزریق‌می‌شود. مفروض براینکه دما در محدوده موردنظر باشد هوای پمپاژشده به محلول می‌تواند محتوای اکسیژن‌محلول را مجددا شارژکند.
تاثیر پراکسیدهیدروژن (H2O2) در تنفس ریشه گیاه
پراکسیدهیدروژن روش دیگری برای شارژ مجدد اکسیژن در محلول‌های غذایی است. پراکسیداکسیژن، آب با یک مولکول اکسیژن اضافی ناپایدار است (H2O2). پراکسیدهیدروژن موضوع مهمی در بین باغبانان است زیرا برخی معتقدند که معجزه می‌کند. در حالی که دیگران نسبت به استفاده زیاد آن هشدار می‌دهند. بر عقیده من پراکسیدهیدروژن به شرطی که رقیق شده و در حد اعتدال استفاده شود مزایایی برای متخصصان باغبانی دارند. پراکسیدهیدروژن در آب باران وجود داشته و نقش مهمی در تکامل گیاه دارد.
فقط به‌همین‌دلیل نمی‌توانم بگویم‌که چیز بدی‌است. بااین‌وجود، وقتی در غلظت‌های بسیاربالا ویا باتکرار زیاد استفاده‌شود به میکروارگانیسم‌های مفید آسیب‌رسانده و نتیجه عکس‌دارد. درصورتیکه باغبان برای تنظیم‌دما و هوادهی زمان صرف‌کند به احتمال‌زیاد به‌تکمیل محلول با پراکسیدهیدروژن نیاز‌ندارد. اکسیژن اطراف ریشه‌گیاه برای عملکرد سلول‌های گیاهی و دنیای میکروبی مسئول جذب موادغذایی بسیارمهماست. اگر سطوح اکسیژن کاهش‌یابد رشدگیاه دچار مشکل‌می‌شود.
از طرفی اگر سطوح اکسیژن حفظ شود سلول‌های گیاهی و میکروب‌های خاک سالم می‌مانند. باغبان با تغییر و اصلاح خاک با افزودنی‌های هوادهی از «غرقاب شدن» گیاهانش جلوگیری می‌کند. و مطمئن میشود که اکسیژن مورد نیاز در دسترس ریشه‌های گیاه قرار دارد. باغبانان هیدروپونیک که در زمان هوادهی محلول غذایی دما را در محدوده دمایی مشخص تنظیم می‌کنند، مطمئن می‌شوند که محلول غذایی محتوای کافی از اکسیژن محلول را حفط می‌کند. حفظ سطوح بالای اکسیژن در اطراف ریشه‌های گیاه هم در خاک و هم در سیستم هیدروپونیک، مسئله مهمی در پرورش موفقیت‌آمیز یک گلخانه است.
One thought on “تنفس ریشه گیاه”
بسیار عالی